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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, ist bereits aus der
DE 10 2012 203 528 A1 bekannt. Die Antriebseinrichtung umfasst wenigstens eine elektrische Maschine, welche eine erste Hochvolt-Komponente (HV-Komponente) der Antriebseinrichtung ist. Die elektrische Maschine weist dabei ein erstes Wicklungssystem mit einer ersten Spannungslage und ein zweites Wicklungssystem mit einer gegenüber der ersten Spannungslage geringeren, zweiten Spannungslage auf. Das jeweilige Wicklungssystem ist beispielsweise durch jeweilige Wicklungen beziehungsweise Spulen der elektrischen Maschine gebildet, sodass das jeweilige Wicklungssystem beispielsweise auch als Spulensystem bezeichnet wird.
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Die Antriebseinrichtung umfasst ferner wenigstens einen Inverter, welcher eine zweite Hochvolt-Komponente der Antriebseinrichtung ist. Dabei ist der wenigstens eine Inverter der elektrischen Maschine zugeordnet. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung eine dritte Hochvolt-Komponente in Form eines elektrischen Energiespeichers zum Speichern von elektrischer Energie, mit welcher die elektrische Maschine, insbesondere über den Inverter, versorgbar ist.
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Ferner ist aus dem allgemeinen Stand der Technik der Einsatz von sogenannten Iso-Wächtern oder HV-Interlocks bekannt. Bei einem solchen Iso-Wächter oder HV-Interlock handelt es sich um ein System, welches potentiell unsichere Zustände, in denen es zu potentiell zu einem Kontakt einer Person mit einer Hochvolt-Komponente kommen kann, erfasst und auf einen solchen Zustand reagiert. Zu einem solchen Zustand kann es beispielsweise kommen, wenn eine Steckverbindung, insbesondere eine HV-Steckverbindung, und/oder eine Abdeckung zum Abdecken wenigstens einer HV-Komponente geöffnet ist. Wird ein solcher Zustand erfasst, so wird beispielsweise ein HV-Kreis, in welchem die HV-Komponente angeordnet sind, abgeschaltet, sodass es nicht zu einem Kontakt einer Person mit einer unter Spannung stehenden HV-Komponente kommen kann. Hierzu ist beispielsweise ein sogenannter Interlock-Kreis vorgesehen, welcher geöffnet wird, wenn der Stecker beziehungsweise die Abdeckung geöffnet wird. In der Folge wird der HV-Kreis abgeschaltet.
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Bei dem Einsatz eines solchen Systems ist es jedoch erforderlich, dass das System beziehungsweise der Interlock-Kreis im gesamten Fahrzeug verlegt wird, wobei jede potentiell lösbare HV-Verbindung überwacht werden muss. Dies ist sehr aufwändig und führt zu hohen Kosten.
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Ferner ist aus der
EP 2 824 000 A1 eine Antriebeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einer elektrischen Maschine als erster Hochvolt-Komponente, einem Inverter als zweiter Hochvolt-Komponente und mit einem Energiespeicher als dritte Hochvolt-Komponente, wobei die Antriebseinrichtung, die elektrische Maschine und der Inverter gemeinsam im Motorraum angeordnet sind.
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Außerdem ist aus der
EP 1 538 885 B1 eine Antriebeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einer elektrischen Maschine als erster Hochvolt-Komponente, einem Inverter als zweiter Hochvolt-Komponente und mit einem Energiespeicher als dritte Hochvolt-Komponente, wobei der Energiespeicher und der Inverter gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Kosten der Antriebseinrichtung besonders gering gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Kosten der Antriebseinrichtung und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt besonders gering gehalten werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung als Modul ausgebildet ist und ein den Hochvolt-Komponenten gemeinsames Gehäuse umfasst, in welchem die Hochvolt-Komponenten aufgenommen beziehungsweise integriert sind. Mit anderen Worten liegt der Erfindung die Idee zugrunde, die Antriebseinrichtung als hochintegriertes Modul, insbesondere als hochintegriertes HV-Modul, auszugestalten. Das Modul ist eine an sich, das heißt für sich abgeschlossene, zusammengebaute beziehungsweise vormontierte Baueinheit, welche in zusammengebautem beziehungsweise vormontiertem Zustand gehandhabt und beispielsweise in dem Kraftfahrzeug verbaut werden kann.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass Komponenten von Hochvolt-Systemen (HV-Systemen) wie beispielsweise eine elektrische Maschine, Inverter, Speicher und Ladegeräte herkömmlicherweise als Einzelkomponenten ausgeführt sind, welche einzeln gehandhabt und, insbesondere durch elektrische Hochvoltkabel, verbunden werden müssen. Erfindungsgemäß sind diese als Hochvolt-Komponenten ausgebildete Komponenten nun in das gemeinsame Gehäuse integriert, sodass die Hochvolt-Komponente das genannte Modul bilden, welches einfach und somit zeit- und kostengünstig gehandhabt und verbaut werden kann. Dabei können die Hochvolt-Komponenten innerhalb des Gehäuses, insbesondere mittels Hochvoltleitungen, elektrisch miteinander verbunden sein, sodass außerhalb des Gehäuses angeordnete Hochvolt-Leitungen und Hochvolt-Kontaktelemente zum Verbinden von Hochvolt-Komponenten vermieden werden können. Dadurch kann eine besonders einfache und sichere Montage der Antriebseinrichtung realisiert werden kann. Darüber hinaus kann der Aufwand zur Hochvolt-Absicherung und Hochvolt-Überwachung gering gehalten werden. Dies führt zu einer Reduktion sowohl der Herstellkosten als auch der Entwicklungskosten. Zudem muss die Antriebseinrichtung nicht unter Hochvolt-Spannung montiert werden, da die Antriebseinrichtung beispielsweise in einem Zustand montiert werden kann, in welchem der Energiespeicher entladen ist.
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Unter dem Begriff „Hochvolt” (HV) ist eine elektrische Spannung zu verstehen, welche bei Wechselspannung (AC) größer als 30 Volt effektiv und bei Gleichspannung (DC) größer als 60 Volt ist. Mit anderen Worten ist bei Hochvolt der Effektivwert der Wechselspannung größer als 30 Volt, wobei der Effektivwert auch als RMS (Root Mean Square) bezeichnet wird. Somit sind unter den Begriffen „Hochvolt-Komponente”, „Hochvolt-Leitung” und „Hochvolt-Kontaktelement” Komponenten zu verstehen, an welchen eine Spannung anliegt beziehungsweise mittels welchen eine Spannung übertragen wird, wobei diese Spannung bei Wechselspannung (AC) größer als 30 Volt und bei Gleichspannung (DC) größer als 60 Volt ist. Dies bedeutet, dass – wenn die Spannung als Wechselspannung ausgebildet ist – der Effektivwert (RMS) der Wechselspannung größer als 30 Volt ist.
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Insbesondere erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Unterscheidung zwischen Hochvolt (HV) und Niedervolt (NV) gemäß der Richtlinie VDA 320 beziehungsweise gemäß ISO 6469-3, sodass:
- – wenn die Spannung als Wechselspannung ausgebildet ist, unter Hochvolt (HV) zu verstehen ist, dass der Effektivwert (RMS) der Wechselspannung größer als 30 Volt ist,
- – wenn die Spannung als Wechselspannung ausgebildet ist, unter Niedervolt (NV) zu verstehen ist, dass der Effektivwert (RMS) der Wechselspannung höchstens 30 Volt beträgt,
- – wenn die Spannung als Gleichspannung ausgebildet ist, unter Hochvolt (HV) zu verstehen ist, dass die Gleichspannung größer als 60 Volt ist, und
- – wenn die Spannung als Gleichspannung ausgebildet ist, unter Niedervolt (NV) zu verstehen ist, dass die Gleichspannung höchstens 60 Volt beträgt.
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Der elektrische Energiespeicher ist somit als Hochvolt-Energiespeicher ausgebildet. Somit weist der Hochvolt-Energiespeicher (HV-Energiespeicher) eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- und Nennspannung, aufweist, die bei Wechselspannung mehr als 30 Volt effektiv und bei Gleichspannung mehr als 60 Volt beträgt. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Spannung von mehreren 100 Volt aufweist beziehungsweise bereitstellt. Dadurch können beispielsweise hohe elektrische Leistungen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
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Die elektrische Maschine ist beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar. In dem Motorbetrieb wird die elektrische Maschine von dem Energiespeicher, insbesondere über den Inverter, mit in dem Energiespeicher gespeicherter Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt. Da der Energiespeicher als HV-Energiespeicher ausgebildet ist, können besonders hohe elektrische Leistungen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Ferner ist es möglich, dass die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb stellt die elektrische Maschine elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom bereit, welcher beispielsweise, insbesondere über den Inverter, dem Energiespeicher zugeführt und in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass in dem Generatorbetrieb kinetische Energie des sich bewegenden Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt wird, welche dann von der elektrischen Maschine bereitgestellt und beispielsweise in dem Energiespeicher gespeichert werden kann.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung der Einsatz von eingangs beschriebenen Systemen zum Überwachen von HV-Verbindungen und zum Abschalten von HV-Kreisen vermieden werden, sodass die Teileanzahl und die Kosten besonders gering gehalten werden können.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die elektrischen Maschine ein erstes Wicklungssystem mit einer ersten Spannungslage und ein zweites Wicklungssystem mit einer gegenüber der ersten Spannungslage geringeren zweiten Spannungslage aufweist, wobei der Inverter dem ersten Wicklungssystem zugeordnet ist, und wobei ein dem zweiten Wicklungssystem zugeordneter zweitet Inverter vorgesehen ist, welcher in dem Gehäuse aufgenommen ist.
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Um den Bauraumbedarf besonders gering zu halten und dabei gleichzeitig einen besonders vorteilhaften Betrieb des Kraftfahrzeugs zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zumindest eines der Wicklungssysteme in Sternschaltung ausgeführt ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest eines der Wicklungssysteme in Dreiecksschaltung ausgeführt ist, wodurch ein besonders vorteilhafter Betrieb der Antriebseinrichtung dargestellt werden kann.
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Um die Komplexität und somit die Kosten der Antriebseinrichtung besonders gering halten zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung wenigstens einen, insbesondere dem ersten Wicklungssystem zugeordneten, Leistungssteller als vierte Hochvolt-Komponente aufweist, welche in dem den Hochvolt-Komponenten gemeinsamen Gehäuse aufgenommen ist.
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Um den Bauraumbedarf und somit das Gewicht und den Aufwand zum Herstellen der Antriebseinrichtung besonders gering zu halten, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der elektrische Energiespeicher als bauraumreduzierter HV-Speicher, insbesondere als Superkondensator, ausgebildet ist. Ein solcher Superkondensator wird auch als Ultrakondensator bezeichnet und ermöglicht es, auf geringem Raum elektrische Energie zu speichern und so elektrische Spannungen bereitzustellen.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn alle außerhalb des Gehäuses verlaufenden Leitungen zum Übertragen von elektrischem Strom und/oder alle außerhalb des Gehäuses angeordneten Kontaktelemente zum Übertragen von elektrischem Strom als Niedervolt-Komponenten (NV-Komponenten) ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass vorzugsweise alle außerhalb des Gehäuses verlaufenden Leitungen als Niedervolt-Leitungen (NV-Leitungen) und/oder alle außerhalb des Gehäuses angeordneten Kontaktelemente als Niedervolt-Kontaktelemente (NV-Kontaktelemente) ausgebildet sind.
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Unter dem Begriff „Niedervolt” (NV) ist eine elektrische Spannung zu verstehen, welche bei Wechselspannung kleiner oder gleich 30 Volt effektiv und bei Gleichspannung kleiner oder gleich 60 Volt beträgt. Dies bedeutet, dass an den genannten NV-Komponenten eine Wechselspannung von höchstens 30 Volt effektiv beziehungsweise eine Gleichspannung von höchstens 60 Volt anliegt beziehungsweise dass mittels der genannten NV-Komponenten eine Wechselspannung von höchstens 30 Volt effektiv und eine Gleichspannung von höchstens 60 Volt übertragen werden. Wird somit eine solche NV-Komponente beispielsweise mit Wechselspannung betrieben, so liegt der Effektivwert (RMS) der Wechselspannung bei höchstens 30 Volt.
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Im Gegensatz dazu handelt es sich bei Komponenten, an denen eine Wechselspannung von mehr als 30 Volt effektiv beziehungsweise eine Gleichspannung von mehr als 60 Volt anliegt beziehungsweise mittels welchen eine Wechselspannung von mehr als 30 Volt effektiv beziehungsweise eine Gleichspannung von mehr als 60 Volt übertragen wird, um Hochvolt-Komponenten (HV-Komponenten). Da die genannten Hochvolt-Komponenten in das Gehäuse integriert und somit innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, können außerhalb des Gehäuses angeordnete Hochvolt-Komponente, insbesondere HV-Leitungen und HV-Kontaktelemente, vermieden werden, sodass die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung besonders einfach, sicher und somit zeit- und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann. Dabei sind vorzugsweise alle externen, das heißt außerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Verbindungen wie beispielsweise elektrische Leitungen und elektrische Kontaktelemente in Niedervolt, das heißt als Niedervolt-Komponenten, ausgeführt. Dadurch kann der Aufwand zur Realisierung einer Hochvolt-Absicherung und einer Hochvolt-Überwachung gering gehalten oder vermieden werden.
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Zur Erfindung gehört auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
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Durch die Ausgestaltung der Antriebseinrichtung als hochintegriertes Modul, insbesondere als hochintegriertes HV-Modul, kann das erfindungsgemäße Fahrzeug besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden, da das Modul im Rahmen der Herstellung des Fahrzeugs auf einfache Weise gehandhabt und verbaut werden kann. Darüber hinaus kann das Fahrzeug besonders sicher hergestellt werden, da externe Hochvolt-Komponenten vermieden werden können beziehungsweise die Antriebseinrichtung mit entladenem Energiespeicher verbaut werden kann.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung, welche als hochintegriertes Modul, insbesondere als hochintegriertes HV-Modul, ausgebildet ist.
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Die einzige Figur zeigt eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Antriebseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst eine elektrische Maschine 2, welche beispielsweise als dreiphasige oder demgegenüber mehrphasige elektrische Maschine ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 2 umfasst einen in der Figur nicht näher dargestellten Rotor und einen Stator. Der Rotor ist dabei um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbar. Beispielsweise umfassen der Stator und somit die elektrische Maschine 2 umfassen wenigstens ein Wicklungssystem 3 mit einer Spannungslage. Es kann vorgesehen sein, dass der Stator und somit die elektrische Maschine 2 ein in der Figur besonders schematisch dargestelltes zweites Wicklungssystem 9 mit einer gegenüber der Spannungslage geringeren zweiten Spannungslage umfassen. Das jeweilige Wicklungssystem 3 und 9 ist durch Wicklungen der elektrischen Maschine 2 und vorliegend des Stators gebildet, wobei die Wicklungssysteme 3 und 9 auch als Spulensysteme oder Statorsysteme bezeichnet werden.
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Das Wicklungssystem 3 weist beispielsweise drei Phasen auf und ist demzufolge als dreiphasiges Wicklungssystem beziehungsweise Spulensystem ausgebildet ist. Ferner weist das zweite Wicklungssystem 9 beispielsweise drei Phasen auf und ist demzufolge als dreiphasiges Wicklungssystem beziehungsweise Spulensystem ausgebildet. Zumindest eines der Wicklungssysteme 3 und 9 kann in einer Sternschaltung ausgeführt ist. Ferner ist es denkbar, dass wenigstens eines der Wicklungssysteme 3 und 9 in einer Dreiecksschaltung ausgeführt sein.
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Unter der ersten Spannungslage ist vorliegend eine erste elektrische Spannung, insbesondere eine erste Betriebs- oder Nennspannung, zu verstehen, wobei die erste elektrische Spannung auch als Hochvolt-Spannung (HV-Spannung) bezeichnet wird und demzufolge bei Wechselspannung größer als 30 Volt effektiv oder bei Gleichspannung größer als 60 Volt ist. Somit ist das Wicklungssystem 3 als HV-Wicklungssystem beziehungsweise HV-Spulensystem ausgebildet und wird mit der ersten elektrischen Spannung betrieben. Ist die erste elektrische Spannung eine Wechselspannung (AC), so beträgt der Effektivwert der Wechselspannung mehr als 30 Volt.
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Unter der zweiten Spannungslage ist eine gegenüber der ersten elektrischen Spannung geringere zweite elektrische Spannung, insbesondere eine zweite Nenn- oder Betriebsspannung, zu verstehen, wobei die zweite elektrische Spannung eine Niederspannung beziehungsweise eine Niedervolt-Spannung (NV-Spannung) ist. Die zweite elektrische Spannung (NV-Spannung) ist bei Wechselspannung kleiner oder gleich 30 Volt effektiv beziehungsweise bei Gleichspannung kleiner oder gleich 60 Volt, sodass das zweite Wicklungssystem 9 mit der zweiten elektrischen Spannung betrieben wird. Das zweite Wicklungssystem 9 wird daher auch als NV-Wicklungssystem bezeichnet. Die elektrische Maschine 2 ist somit beispielsweise als Zweispannungslagen-E-Maschine ausgebildet.
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Die Antriebseinrichtung 1 umfasst ferner einen elektrischen Energiespeicher 4 als Hochvolt-Energiespeicher (HV-Energiespeicher) ausgebildet ist und demzufolge mit einer elektrischen Spannung betrieben wird, welche vorliegend eine elektrische Gleichspannung und demzufolge größer als 60 Volt ist. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung 1 wenigstens einen Inverter 5, welcher mit dem Energiespeicher 4 und mit der elektrischen Maschine 2 elektrisch verbunden ist.
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Die elektrische Maschine 2 ist beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. In dem Motorbetrieb wird die elektrische Maschine 2 von dem Energiespeicher 4 über den Inverter 5 mit in dem Energiespeicher 4 gespeicherter elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die elektrische Maschine 2 in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb stellt die elektrische Maschine 2 elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom bereit, welche beziehungsweise welcher über den Inverter 5 dem Energiespeicher 4 zugeführt und in dem Energiespeicher 4 gespeichert werden kann. Hierzu ist der Energiespeicher 4 über den Inverter 5 und über Leitungen zum Übertragen von elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie mit der elektrischen Maschine 2 verbunden, sodass die elektrische Maschine 2 mit der in dem Energiespeicher 4 gespeicherten elektrischen Energie versorgt werden kann beziehungsweise sodass die von der elektrischen Maschine 2 in dem Generator bereitgestellte elektrische Energie in dem Energiespeicher 4 gespeichert werden kann.
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Der Inverter 5 ist beispielsweise dem Wicklungssystem 3 und somit der ersten Spannungslage zugeordnet, sodass auch der Inverter 5 eine Hochvolt-Komponente ist, welche mit einer elektrischen Spannung betrieben wird, welche – wenn die Spannung als Wechselspannung ausgebildet ist – einen Effektivwert von mehr als 30 Volt aufweist oder – wenn die Spannung als Gleichspannung ist – größer als 60 Volt ist. Die elektrische Maschine 2, der Energiespeicher 4 und der Inverter 5 sind jeweilige Hochvolt-Komponenten (HV-Komponenten) der Antriebseinrichtung 1. Um nun die Kosten der Antriebseinrichtung 1 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt besonders gering zu halten, ist die Antriebseinrichtung 1 als Modul, insbesondere als HV-Modul, ausgebildet, wobei die Antriebseinrichtung 1 ein den Hochvolt-Komponenten gemeinsames Gehäuse 6 umfasst, in welchem zumindest die Hochvolt-Komponenten, das heißt vorliegend zumindest die elektrische Maschine 2, der Energiespeicher 4 und der Inverter 5, aufgenommen beziehungsweise integriert sind. Hierdurch ist die Antriebseinrichtung 1 als hochintegriertes Modul ausgebildet, welches besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig gehandhabt und verbaut werden kann.
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Das Gehäuse 6 kann ein einstückiges Gehäuse sein. Ferner ist es denkbar, dass das Gehäuse 6 mehrteilig ausgebildete ist und dabei beispielsweise eine Mehrzahl von Gehäuseelementen umfasst, welche, insbesondere reversibel lösbar, miteinander verbunden ist. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens ein Zwischenkreiskondensatoren als weitere HV-Komponente in dem den HV-Komponenten gemeinsamen Gehäuse 6 angeordnet ist. Dabei ist der Zwischenkreiskondensator beispielsweise dem Inverter 5 zugeordnet.
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Als weitere HV-Komponente kann die Antriebseinrichtung 1 wenigstens einen Leistungssteller umfassen, welcher beispielsweise dem Wicklungssystem 3 beziehungsweise der ersten Spannungslage zugeordnet ist. Vorzugsweise ist auch der Leistungssteller in dem Gehäuse 6 angeordnet und somit in das Gehäuse 6 integriert.
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Infolge der Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 1 als hochintegriertes Modul ist es möglich, alle HV-Komponenten, insbesondere alle Hochvolt-Leitungen und alle Hochvolt-Kontaktelemente zum Übertragen von elektrischem Strom, innerhalb des Gehäuses 6 anzuordnen, sodass außerhalb des Gehäuses 6 keine Hochvolt-Komponenten, insbesondere keine Hochvolt-Leitungen und keine Hochvolt-Kontaktelemente zum Übertragen von elektrischem Strom, angeordnet sind. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass alle außerhalb des Gehäuses 6 angeordneten beziehungsweise verlaufenden Leitungen und/oder alle außerhalb des Gehäuses angeordneten Kontaktelemente zum Übertragen von elektrischem Strom als Niedervolt-Komponenten (NV-Komponenten) ausgebildet sind. Somit liegt vorzugsweise an allen außerhalb des Gehäuses 6 verlaufenden Leitungen und an allen außerhalb des Gehäuses 6 angeordneten Kontaktelementen eine Wechselspannung von höchstens 30 Volt effektiv beziehungsweise eine Gleichspannung von höchstens 60 Volt. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Spannung von höchstens 60 Volt außerhalb des Gehäuses 6 zu betreiben und dadurch beispielsweise über dieses Bordnetz elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeugs mit elektrischem Strom zu versorgen und somit zu betreiben. Alle Kontakt- und Leitungselemente, an denen eine gegenüber 60 Volt höhere elektrische Spannung anliegt, sind in dem Gehäuse 6 angeordnet, sodass die Antriebseinrichtung 1 und somit das Kraftfahrzeug insgesamt besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden können. Insbesondere ist es möglich, die Antriebseinrichtung 1 in einem Zustand zu montieren, in welchem der beispielsweise als Superkondensator ausgebildete Energiespeicher 4 entladen ist, sodass die als Antriebseinheit fungierende Antriebseinrichtung 1 besonders einfach und kostengünstig verbaut werden kann.
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Das Kraftfahrzeug kann wenigstens eine weitere Antriebseinrichtung umfassen, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zur Antriebseinrichtung 1 ohne weiteres auf die weitere Antriebseinrichtung übertragen werden können. Somit ist beispielsweise auch die weitere Antriebseinrichtung als hochintegriertes Modul, insbesondere HV-Modul, ausgebildet. Die HV-Module sind somit separat voneinander ausgebildete und jeweils für sich zusammengebaute Module, welche einfach gehandhabt und verbaut werden können. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung 1 und die weitere Antriebseinrichtung, das heißt die HV-Module im fertig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs elektrisch miteinander verbunden sind. Dabei unterbleibt jedoch vorzugsweise eine elektrische Verbindung der HV-Module über außerhalb der jeweiligen Gehäuse der HV-Module angeordnete HV-Komponenten, sodass außerhalb der Gehäuse der HV-Module nur NV-Komponenten angeordnet sind. Mit anderen Worten sind alle HV-Komponente in den Gehäusen angeordnet, sodass außerhalb der Gehäuse nur NV-Komponenten angeordnet sind beziehungsweise zum Einsatz kommen. Die HV-Module sind somit über außerhalb der Gehäuse angeordnete NV-Komponenten miteinander verbunden. Dadurch kann das Kraftfahrzeug auf besonders einfache Weise hergestellt werden.
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Aus der Figur ist erkennbar, dass die Antriebseinrichtung 1 ferner einen dem zweiten Wicklungssystem und somit der zweiten Spannungslage zugeordneten, zweiten Inverter 7 aufweist, welcher somit mit der zweiten Spannungslage betrieben wird und demzufolge als Niedervolt-Inverter (NV-Inverter), das heißt als Niedervolt-Komponente (NV-Komponente) ausgebildet ist. Dabei sind auch das zweite Wicklungssystem 9 und der zweite Inverter 7 als HV-Komponenten in das Gehäuse 6 integriert. Ferner ist ein der zweiten Spannungslage zugeordneter Anschluss 8 vorgesehen, welcher demzufolge als NV-Anschluss (Niedervolt-Anschluss) ausgebildet ist. Der Anschluss 8 ist aus dem Gehäuse 6 beziehungsweise an dessen Umgebung geführt, sodass wenigstens eine bezogen auf die Antriebseinrichtung 1, insbesondere bezogen auf das Gehäuse 6, externe, außerhalb des Gehäuse 6 angeordnete Komponente über den Anschluss 8 mit der Antriebseinrichtung 1 elektrisch verbunden werden kann. Über den Anschluss 8 kann beispielsweise elektrischer Strom in die Antriebseinrichtung 1, insbesondere in den Energiespeicher 4, eingespeist und in dem Energiespeicher 4 gespeichert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinrichtung
- 2
- elektrische Maschine
- 3
- Wicklungssystem
- 4
- Energiespeicher
- 5
- Inverter
- 6
- Gehäuse
- 7
- zweiter Inverter
- 8
- Anschluss
- 9
- zweites Wicklungssystem
